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php爱好者> php文档>socket编程——TCP/UDP数据传输

socket编程——TCP/UDP数据传输

时间：2010-07-15 来源：ubuntuer

socket()——生成socket句柄

#include <sys/types.h>;
#include <sys/socket.h>;

int socket(int domain, int type, int protocol);
domain ： "AF_INET"
type ： SOCK_STREAM（TCP）， SOCK_DGRAM （UDP）
protocol：0
返回值：socket句柄（整型）；

(注意：有很多种 domain、type，请看 socket() 的 man帮助。
另一个方式去得到 protocol。同时请查阅 getprotobyname() 的 man 帮助。)

int clifd;

if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM(或者SOCK_STREAM）,0)) < 0)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}

…

close(clifd);

bind()——将本端sockaddr_in（赋值后）强制转换成sockaddr 类型，绑定到socket 句柄上

int bind(int sockfd, struct sockaddr *my_addr, int addrlen);

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

my_addr.sin_family = AF_INET;
　 my_addr.sin_port = htons(MYPORT);
　 my_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("132.241.5.10");
　 bzero(&(my_addr.sin_zero));

　 bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr))

bind ()的作用：
作为client端发包时，bind上的是源地址和源端口
作为server端收包时，是lisen的地址和listen的端口

connect()——将对端sockaddr_in（赋值后）强制转换成sockaddr 类型，绑定到socket 句柄上

int connect(int sockfd, struct sockaddr *serv_addr, int addrlen);

connect(sockfd, (struct sockaddr *) &dest_addr, sizeof(struct sockaddr));

connect()的作用
TCP下发起连接——在STREAM下（TCP），connect()会企图建立连接attempt to establish a connection
UDP下设对端地址和端口——在DAGRAM下（UDP），connect()的作用只是设peer address/port,而不建立连接

实验证明：TCP情况下（SOCK_STREAM），connect() bind()，二者都不能少
实验证明：UDP情况下（SOCK_DGRAM），bind()可以不要，connect()也可以被sendto()代替
例1：TCP下将bind()函数注释掉，无法建立连接

if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}
bzero(&cliaddr,sizeof(cliaddr));
cliaddr.sin_family = AF_INET;
cliaddr.sin_port = htons(0);
cliaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_aton(argv[1],&servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

if (connect(clifd,(struct sockaddr*)&servaddr, socklen) < 0)
{
printf("can't connect to %s!\n",argv[1]);
exit(1);
}

[root@nm socket]# ./client 10.4.3.55
can't connect to 10.4.3.55!

例2：将上例改成SOCK_DGRAM（UDP），就好了。

if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) < 0)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}

[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes to 10.4.1.105

UDP不需要BIND （其实连CONNECT也可省略，就剩SENDTO即可）,TCP则BIND，CONNECT缺一不可

UDP（SOCK_DGRAM）下，sendto()函数和connect()函数冲突，用sendto,就不能用connect()
发UDP包100个，可是每发1个，就停止了，出错。

if ((clifd = socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0)) < 0)
{
printf("create socket error!\n");
exit(1);
}

bzero(&cliaddr,sizeof(cliaddr));
cliaddr.sin_family = AF_INET;
cliaddr.sin_port = htons(0);
cliaddr.sin_addr.s_addr = htons(INADDR_ANY);

bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
servaddr.sin_family = AF_INET;
inet_aton(argv[1],&servaddr.sin_addr);
servaddr.sin_port = htons(SERVER_PORT);

if (connect(clifd,(struct sockaddr*)&servaddr, socklen) < 0)
{
printf("can't connect to %s!\n",argv[1]);
exit(1);
}

strcpy(message,"this is a test");
for(i=0;i<100;i++){
if ((numbytes=sendto(clifd, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(struct sockaddr))) == -1) {
printf("error send message %s!",message);
exit(1);
}
printf("sent %d bytes %s to %s\n",numbytes,message,inet_ntoa(servaddr.sin_addr));
}

[root@nm socket]# gcc -o client client.c
[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105

为什么不继续传了？

解决：删掉connect()，直接用sendto();

结果：
[root@nm socket]# ./client 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105
sent 14 bytes this is a test to 10.4.1.105

UDP sendto发包,尽管配了connect()系统也不报错，但connect函数会使UDP包无法连续发

UDP到底怎么发包？

或者直接sendto();
或者conncet() + send() 代替 sendto()

总结TCP，UDP发包的调用函数过程

TCP发包	UDP发包
socket() bind() connect() send() close(clifd)	socket() sendto() close(clifd)
	socket() connect() send() close(clifd)

sizeof(struct sockaddr) 的含义：connect() 将不会将多余的字节给 socket

关于发包的随机绑定源端口，TCP和UDP做法不同
TCP下，bind()，可以通过 cliaddr.sin_port = htons(0);实现TCP自动绑定源端口
UDP下，sendto自动绑定源端口，或connect(),自动绑定，再send()

int shutdown(int sockfd, int how); 关闭通讯
how 的值是下面的其中之一：
　　0 – 不允许接受
　　1 – 不允许发送
　　2 – 不允许发送和接受(和 close() 一样)

server端的处理过程

1。bind() 捆绑本地listen 端口号
2。listen() 开始听
3。accept() 处理

listen()

int listen(int sockfd, int backlog);

int backlog: 队列长度，队列中允许的连接数目
进入的连接在队列中会一直等待直到被接受 accept()

accept()

int accept(int sockfd, sockaddr_in *addr, int *sin_size);

注意，是sockaddr_in,所以不需要强制转化成sockaddr类型了
int *sin_size：是 sizeof(struct sockaddr_in)的指针化
返回值：新句柄
以后send()和 recv()中应该使用accept()产生的新的socket 句柄 new_fd,
原有句柄sockfd继续用于listen

accept 全过程

远端client通过一个server端的listen端口连接进来
它的connection将加入到等待接受的队列中。
accept() 告诉它你有空闲的连接。
accept()将返回一个新的socket句柄！
这样你就有两个socket了:

原来的一个还在listen
新的一个在准备发送 (send()) 和接收 ( recv()) 数据

bind 的地址和端口

发包时，是源地址和源端口
收包时，是lisen的地址和listen的端口（也是源地址和端口）

总之，bind的都是本端的地址和端口

一个完整的server 端bind+listen+accept

#include <string.h>;
#include <sys/socket.h>;
#include <sys/types.h>;

#define MYPORT 3490
#define BACKLOG 10

main()
{
int sockfd, new_fd;

　　struct sockaddr_in my_addr,their_addr;
int sin_size;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);

my_addr.sin_family = AF_INET;
my_addr.sin_port = htons(MYPORT);
my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
任意地址，即listen本机所有接口
bzero(&(my_addr.sin_zero));

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&my_addr, sizeof(struct sockaddr));

listen(sockfd, BACKLOG); 开始listen

in_size = sizeof(struct sockaddr_in);
需要单独一个sizeof变量，因为accept需要传的是指针

new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size);
注意这里accept的参数their_addr没经过任何赋值，是空的

以后send()和 recv()中你应该使用accept()产生的新的socket 句柄 new_fd

只想让一个连接进来——accpet()后，使用 close() 去关闭原来的socket句柄

int sockfd, new_fd;

sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
new_fd = accept(sockfd, &their_addr, &sin_size);
close(sockdf);

send()
通常用于tcp的stream,必须与bind和connect配合

int send(int sockfd, const void *msg, int len, int flags);

const void *msg：要发的信息的指针
msg可以是任何类型的指针，比如一个字符串指针，或者一个struct指针（一般packet都是一个struct）

int len ：要发的信息的长度

flags：设置为0。

返回值是实际发送的数据的字节数--它可能小于你要求发送的数目

char *msg = "hello world";
int len, bytes_sent;

len = strlen(msg);
bytes_sent = send(sockfd, msg, len, 0);

recv()

int recv(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags);

void *buf ：存接收的信息的缓冲区的地址（指针）
int len：缓冲区的最大max长度
(如果buffer是一个数组char s[30],则len就是30)
flags：设置为0

char pack[100];
recv(sockfd,&pack,sizeof(pack)，0);

sendto()
用于udp的DGRAM不用bind()和connect()函数的情况下
sendto,recvfrom与send,recv不同之处，要加上struct sockaddr参数，即替代了bind()的作用

int sendto(int sockfd, const void *msg, int len, unsigned int flags, const struct sockaddr *to, int tolen);

const void *msg：要发的信息的指针
msg可以是任何类型的指针，比如一个字符串指针，或者一个struct指针（一般packet都是一个struct）

int len：要发的信息的长度

flags：设置为00

const struct sockaddr *to: 要强制地址转换
int tolen: sizeof(struct sockaddr)

返回值：实际发出的字节数

例1：发一串字符的UDP包

if ((numbytes=sendto(clifd, message, strlen(message), 0, (struct sockaddr *)&servaddr, sizeof(struct sockaddr))) == -1) {
printf("error send message %s!",message);
exit(1);
}

例2：发一个正经的包（一个cisco netflow包）

if ((numbytes=sendto(clifd, &pkts,24+48*FLOWCOUNT, 0, (struct sockaddr *)&servaddr, socklen)) == -1) {
printf("error send !\n");
printf("Wait Error:%s\n",strerror(errno));
exit(1);
}

recvfrom()

int recvfrom(int sockfd, void *buf, int len, unsigned int flags, struct sockaddr *from, int *fromlen);

void *buf ：存接收的信息的缓冲区的地址（指针）
int len：缓冲区的最大max长度
(如果buffer是一个数组char s[30],则len就是30)
flags：设置为0

const struct sockaddr *from: 它的内容是接收到的包源IP 地址和源端口信息
要强制地址转换
int fromlen: sizeof(struct sockaddr) 的指针

UDP不需要listen(),必须直接recvfrom(),有listen会报错

[root@nm server]# ./server
call listen failure!
-1

改成TCP

if ((servfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)) < 0)

[root@nm server]# ./server

收发会不会存在“对不齐”的问题？
1。对齐问题，sizeof会自动解决
2。只要收端和发端struct定义相同，就不会有问题。

errno和strerror(errno)
系统函数返回值是-1，这时一个系统全局变量errno就会被赋值
立刻执行strerror(errno)，会返回一个错误描述字符串

if ((numbytes=sendto(clifd, (char *)&pkts,24+48*FLOWCOUNT, 0, (struct sockaddr *)&servaddr, socklen)) == -1) {
printf("Wait Error:%s\n",strerror(errno))
}

errno
errno在C程序中是一个全局变量，这个变量由C运行时库函数设置，用户程序需要在程序发生异常时检测之它。
主要在math.h和stdio.h头文件声明的函数中使用了errno，前者用于检测数学运算的合法性，后者用于检测I/O操作中（主要是文件）的错误

#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int main(void)
{
　errno = 0; 使用errno之前，我们最好将其设置为0（正常值）
　if (NULL == fopen("d:\\1.txt", "rb"))
　{
　　printf("%d", errno);
　}

perror print a system error message

if (serverSocket = socket(PF_INET, SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);
)
　　{
　　perror("socket()");
　　exit(1);
}